DE29924137U1

DE29924137U1 - Lineare Transfervorrichtung für eine Montagemaschine

Info

Publication number: DE29924137U1
Application number: DE29924137U
Authority: DE
Original assignee: Sim Automation GmbH and Co KG
Current assignee: Sim Automation GmbH and Co KG
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2009-01-22

Description

PATENTANWÄLTE
EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

Anwaltsakte:

94 439/dw/Al

Diplom-Physiker

DR. WALTER ANDREJEWSKI (-1996)

Diplom-Ingenieur

DR.-ING. MANFRED HONKE

Diplom-Physiker

DR. KARL GERHARD MASCH

Diplom-Ingenieur

DR.-ING. RAINER ALBRECHT

Diplom-Physiker

DR. JÖRG NUNNENKAMP

Dip lom-Chemiker

DR. MICHAEL ROHMANN

Diplom-Physiker

DR. ANDREAS VON DEM BORNE

D 45127 Essen, Theaterplatz 3 D 45002 Essen, P.O. Box IO 02 54

13. November 2 001

Gebrauchsmusteranmeldung 299 24 137.8

SIM Automation GmbH & Co KG
Liesebühl 20

37308 Heiligenstadt

Lineare Transfervorrichtung für eine Montagemaschine

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Andrejewski, Honke & Sozien, Patentanwälte in Essen

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine lineare Transfervorrichtung für eine Montagemaschine, die ein Maschinengestell und zumindest eine maschinenfeste Arbeitsstation mit einer Montageoder Bearbeitungseinrichtung aufweist, zum Transport und zur Positionierung von Werkstückträgern mit aufgesetztem Werkstück an der Arbeitsstation.

Mach dem Stand der Technik (DE 43 2 0 501 Al, DE 196 03 253 Al), von dem die Erfindung ausgeht, weist die Transfervorrichtung der Montagemaschine eine Antriebswelle, ein räumliches Kurvengetriebe mit Stegkurve auf der Antriebswelle und eine umlaufende Transportbahn, an der die Werkstückträger geführt sind, auf. Die Werkstückträger sind auf die Stegkurve aufgesetzt und werden bei Rotation der Antriebswelle von der eine schraubenwendelförmige Bewegung ausführenden Stegkurve vorwärts bewegt. Die an der Transportbahn entlang bewegten und von der Stegkurve angetriebenen Werkstückträger werden in einer Beschickstation mit einem Werkstück bestückt. In einer entlang der Transfervorrichtung angeordneten Entnahmestation werden die Werkstücke von den Werkstückträgern wieder abgenommen.

Im Rahmen der bekannten Maßnahmen ist es nicht möglich, Werkstückträger mit aufsitzendem Werkstück aus der Transfervorrichtung auszuschleusen, einem Zwischenspeicher und/ oder einer anderen Montagemaschine zuzuführen und anschließend wieder in die Transfervorrichtung der Montagemaschine einzuschleusen. Das Kurvengetriebe als Herzstück der Transfervorrichtung ist ferner konstruktiv aufwendig. Die Erwei-

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terung einer bestehenden Montagemaschine durch zusätzliche Arbeitsstationen erfordert aufwendige Änderungen an der Transfervorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montagemaschine mit einer im Aufbau einfachen Transfervorrichtung anzugeben, in welche Werkzeugträger mit bereits aufsitzendem Werkstück eingeschleust werden können. Es versteht sich, dass das Einschleusen so erfolgen muss, dass die eingeschleusten Werkstückträger zu einem durch den Arbeitstakt der Montage- oder Bearbeitungseinrichtungen definierten Zeitpunkt in der Arbeitsstation exakt positioniert sind. Die zulässigen Toleranzen sind klein.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass die Transfervorrichtung einen intermittierend angetriebenen Riementrieb mit mindestens einem Zahnriemen aufweist, der außenseitig ein an ein bodenseitiges Zahnprofil der Werkstückträger angepasstes Kupplungsprofil aufweist, dass die Werkstückträger mit aufsitzendem Werkstück in einer Reihe auf der Bahn einer Zuführeinrichtung vor einem Stauelement aufgestaut sind, dass ein Kupplungsabschnitt des Riementriebes heb- und senkbar angeordnet ist, wobei der Kupplung szahnriemen bei der Hubbewegung in das bodenseitige Kupplungsprofil des an dem Stauelement anliegenden ersten Werkstückträgers kuppelnd eingreift, und dass die Hubbewegung des Kupplungsabschnittes und die Betätigung des Stauelementes so gesteuert sind, dass der durch die Hubbewegung des Riementrieb-Kupplungsabschnittes erfasste und mit der Transportbewegung des Zahnriemens mitgeführte Werkstückträger nach einer vorgegebenen Anzahl von Schritten die Be-

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arbeitungsposition an der Arbeitsstation erreicht. Als Zuführeinrichtung ist ein Endlosförderer mit umlaufenden Schnüren u. dgl. einsetzbar. Die auf der Zuführeinrichtung nacheinander herangeführten Werkstückträger mit jeweils einem Werkstück stauen sich dicht an dicht gedrängt an dem Stauelement auf. Die Kupplung der Werkstückträger an die Transfervorrichtung erfolgt durch die vertikale Stellbewegung eines Kupplungsabschnittes des Riementriebes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Transfervorrichtung Führungsleisten auf, an denen die von dem Riementrieb erfassten Werkstückträger seitlich geführt sind, wobei eine Führungsleiste als Präzisionsanschlag mit einer im Rahmen der Bearbeitungstoleranzen präzise vorgegebenen Zuordnung zur Montage- und Bearbeitungseinrichtung ausgebildet ist. Ferner ist eine Spanneinrichtung mit Spannelement vorgesehen, welches die Werkstückträger in der Arbeitsposition seitlich beaufschlagt und an dem Präzisionsanschlag fixiert. Zweckmäßig sind das Spannelement und der Werkstückträger mit einander zugeordneten Zentrierungsflächen ausgebildet. Die Zentrierung einerseits zwischen Spannelement und Werkstückträger und andererseits zwischen dem Präzisionsanschlag und einer komplementären Anschlagfläche des Werkstückträgers ermöglicht präzise Bearbeitungen und Montagevorgänge an dem auf dem Werkstückträger aufsitzenden Werkstück.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist der Riementrieb zwei parallel angeordnete Zahnriemen für die Transportbewegung der Werkstückträger und einen synchron zu diesen bewegbaren Kupplungszahnriemen auf, wobei der Kupplungszahn-

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riemen zwischen den parallelen Zahnriemen angeordnet ist und eine vertikale Kupplungsbewegung zur Erfassung des an dem Stauelement der Zuführeinrichtung anliegenden Werkstückträgers ausführt. Die parallel angeordneten, für eine horizontale Transportbewegung der Werkstückträger vorgesehenen Zahnriemen und der Kupplungszahnriemen sind mechanisch miteinander gekuppelt, so dass eine synchrone Bewegung sichergestellt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Riementrieb ein Antriebsrad sowie mindestens zwei Umlenkräder auf, wobei die parallelen Zahnriemen für den Transport der Werkstückträger über das Antriebsrad und gemeinsam mit dem Kupplungszahnriemen über ein Umlenkrad geführt sind und wobei der Kupplungszahnriemen über die beiden Umlenkräder geführt ist. Zweckmäßig ist eine weitere Ausgestaltung dergestalt, dass der Kupplungszahnriemen im Obertrum und im Untertrum des Riementriebs über einen Schuh geführt ist, der an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung angeschlossen ist. Es versteht sich, dass die Kupplungszahnriemenlänge des über die ortsfest gelagerten Umlenkräder geführten Kupplungszahnriemens so bemessen ist, dass der Schuh die erforderlichen Stellbewegungen ausführen kann. Ausreichend ist eine Stellbewegung im Bereich von weniger als 10 mm bis einigen Zentimetern. Die beschriebene Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass bei den Stellbewegungen nur geringe Massen bewegt werden müssen. Eine andere, von der Lehre der Erfindung ebenfalls umfasste Ausführung sieht vor, dass das den Kupplungszahn-0 riemen umlenkende Rad an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung angeschlossen ist.

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In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, dass dem Kupplungsabschnitt des Riementriebs eine Stelleinrichtung mit Energiespeicher zugeordnet ist, welche die durch ein Zug/Druck-Betätigungselement ausgelöste Stellbewegung des Kupplungsabschnittes verstärkt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, als Energiespeicher eine mechanische Spannfeder einzusetzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird als Energiespeicher eine Luftfeder verwendet, die einem geschlossenen pneumatischen System mit Druckspeicher angehört und mit einem konstanten Druck aus dem Druckspeicher beaufschlagt ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Montagemaschine mit mehreren entlang einer

0 linearen Transfervorrichtung angeordneten

Arbeitsstationen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Transfervorrichtung,

Fig. 3 eine Draufsicht der in Fig. 2 dargestellten

Transfervorrichtung,

Fig. 4 den Schnitt A-A aus Fig. 2,

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Fig. 5a und 5b einen Werkstückträger in einer Seitenansicht sowie in einer die Stirnseite zeigenden Ansicht.

Zum grundsätzlichen Aufbau der in den Figuren dargestellten Montagemaschine gehören ein Maschinengestell 1, mehrere maschinenfeste Arbeitsstationen 2 mit jeweils einer Montageoder Bearbeitungseinrichtung 3, eine lineare Transfervorrichtung 4 für den Transport und die Positionierung von Werkstückträgern 5 mit aufgesetztem Werkstück 6 an den Arbeitsstationen 2 sowie ein Antrieb 7 für die Montage- oder Bearbeitungseinrichtungen. Der Antrieb 7 ist im Ausführungsbeispiel als Zentralantrieb ausgebildet und weist eine motorisch angetriebene Steuerwelle 10 mit aufgesetzten Kurvenscheiben 11, von den Kurvenscheiben 11 gesteuerte Zug/ Druck-Betätigungselemente 12 und ein nicht dargestelltes Rast/Schritt-Getriebe für den Antrieb der Transfervorrichtung 4 auf.

Die Transfervorrichtung 4 umfasst einen intermittierend angetriebenen Riementrieb 13 mit mindestens einem Zahnriemen 14, der außenseitig ein an ein bodenseitiges Zahnprofil 15 der Werkstückträger angepasstes Kupplungsprofil 16 besitzt. Innenseitig ist der Zahnriemen mit einem Profil ausgerüstet, welches in eine Verzahnung der Räder des Riementriebes eingreift. Die Werkstückträger 5 mit aufsitzendem Werkstück 6 sind in einer Reihe auf der Bahn einer Zuführeinrichtung 17 vor einem Stauelement 18 aufgestaut. Die Zuführeinrichtung weist kontinuierlich umlaufende Schnüre 9 auf. Der schematischen Darstellung in Fig. 1 entnimmt man, dass ein Kupplungsabschnitt 19 des Riementriebs heb- und

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senkbar angeordnet ist, wobei der Kupplungszahnriemen 14' bei der Hubbewegung in das außenseitige Zahnprofil 15 des auf den Schnüren aufliegenden und gegen das Stauelement 18 bewegten ersten Werkstückträgers 5 kuppelnd eingreift. Die Hubbewegung des Kupplungsabschnittes 19 und die Betätigung des Stauelementes 18 sind beispielsweise durch Zug/Druck-Betätigungselemente 12 steuerbar, deren Stellbewegung ebenso wie die Betätigung des Rast/Schritt-Getriebes von der Drehbewegung der Steuerwelle 10 abgeleitet und so eingestellt ist, dass der durch die Hubbewegung des Riementrieb-Kupplungsabschnittes 19 erfasste und mit der Transportbewegung des Zahnriemens 14 mitgeführte Werkstückträger nach einer vorgegebenen Anzahl von Schritten des intermittierend bewegten Riementriebs die Bearbeitungsposition an der ersten Arbeitsstation 2 erreicht. Vorzugsweise sind Schrittlänge und der Abstand zwischen Stauelement 18 und der ersten Arbeitsstation 2 so eingerichtet, dass die Bearbeitungsposition in einem einzigen Schritt erreicht wird.

Zur Verstärkung der Kupplungsbewegung ist dem Kupplungsabschnitt 19 des Riementriebs 13 eine Stelleinrichtung mit Energiespeicher 2 0 zugeordnet, der die durch das Zug/Druck-Betätigungselement 12 ausgelöste Stellbewegung des Kupplungsabschnittes 19 verstärkt. Der Energiespeicher 20 be-5 steht aus einer Luftfeder, die einem geschlossenen pneumatischen System mit Druckspeicher 21 angehört. Sie wird mit konstantem Druck aus dem Druckspeicher 21 beaufschlagt.

Einer vergleichenden Betrachtung insbesondere der Fig. 2 0 und 3 entnimmt man, dass im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung der Riementrieb

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13 zwei parallel angeordnete Zahnriemen 14 für die Transportbewegung der Werkstückträger und einen synchron zu diesen bewegbaren Kupplungszahnriemen 14' aufweist. Die Zahnriemen 14 sind im Obertrum des Riementriebs über eine Gleitfläche 27 des Maschinengestells geführt. Der Kupplungszahnriemen 14' ist zwischen den parallelen Zahnriemen 14 angeordnet und führt eine vertikale Kupplungsbewegung zur Erfassung des an dem Stauelement 18 der Zuführeinrichtung 17 anliegenden Werkstückträgers 5 aus. Die Kupplungszahnriemen 14' und die weiteren Zahnriemen 14 sind mechanisch miteinander gekoppelt.

Der Riementrieb 13 weist ein Antriebsrad 2 8 sowie mindestens zwei Umlenkräder 29, 30 auf. Die parallelen Zahnriemen 14 für den Transport der Werkstückträger 5 sind über das Antriebsrad 2 8 und gemeinsam mit dem Kupplungszahnriemen 14' über ein Umlenkrad 29 geführt. Der Kupplungszahnriemen 14' ist über die beiden Umlenkräder 29, 30 geführt. Aus der Fig. 2 geht hervor, dass der Kupplungszahnriemen 14' im Obertrum und im Untertrum des Riementriebs 13 über einen Schuh 31 geführt ist, der an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung 32 angeschlossen ist. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, dass das den Kupplungszahnriemen 14' umlenkende Rad 3 0 an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung angeschlossen ist.

Insbesondere der Fig. 4 entnimmt man, dass die Transfervorrichtung Führungsleisten 22, 23 aufweist, an denen die von dem Riementrieb 13 erfassten Werkstückträger 5 seitlich geführt sind. Eine Führungsleiste 22 ist als Präzisionsan-

5 s

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schlag mit einer im Rahmen der Bearbeitungstoleranzen präzise vorgegebenen Zuordnung zu den Montage- und Bearbeitungseinrichtungen 3 der Arbeitsstationen 2 ausgebildet. Die Werkstückträger 5 können als Kunststoffformteile ausgebildet sein, wobei die dem Präzisionsanschlag 22 zugeordnete Werkstückträgerseite passgenau mit einer metallischen Leiste 24 ausgerüstet ist. Passgenau meint insbesondere auch, dass die Abmessungen zum aufliegenden Werkstück 6 genau festliegen. Der gegenüberliegenden Seite des Werkstückträgers ist eine Spanneinrichtung 25 mit Spannelement 26 zugeordnet. Die Spanneinrichtung 25 weist einen um eine maschinenfeste Achse 3 3 drehbaren Schwenkhebel 34 auf, an den ein an den Zentralantrieb angeschlossenes Zug/Druck-Betätigungselement 12 angreift. Die jeweils einer Arbeitsstation zugeordneten Schwenkhebel 34 sind durch eine Stange 35 miteinander gekoppelt, so dass die Spannbewegungen synchron ausführbar sind (Fig. 3 und 4). Das an den Schwenkhebel 34 angeschlossene Spannelement 26 beaufschlagt den Werkstückträger 5 in der Bearbeitungsposition seitlich und fixiert ihn an dem Präzisionsanschlag 22. Spannelement 26 und Werkstückträger 5 sind mit zugeordneten Zentrierungsflächen 36 ausgerüstet.

Der Werkstückträger 5 besteht aus einem Kunststoffkörper mit unterseitig eingeformtem Kupplungsprofil (vgl. Fig. 5a) . Die mit dem Präzisionsanschlag zusammenwirkende metallische Leiste 24 ist in den Kunststoffträger eingesetzt. Ferner enthält der Werkstückträger 5 einen metallischen Einsatz 37 mit einer Zentrierungsfläche 36, die mit dem 0 Spannelement 2 6 zusammenwirkt.

Claims

1. Lineare Transfervorrichtung für eine Montagemaschine, die ein Maschinengestell und zumindest eine maschinenfeste Arbeitsstation (2) mit einer Montage- oder Bearbeitungseinrichtung (3) aufweist, zum Transport und zur Positionierung von Werkstückträger (5) mit aufgesetztem Werkstück (16) an der Arbeitsstation (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (4) einen intermittierend, angetriebenen Riementrieb (13) mit mindestens einem Zahnriemen (14, 14') aufweist, der außenseitig ein an ein bodenseitiges Zahnprofil (15) der Werkstückträger (5) angepasstes Kupplungsprofil aufweist, dass die Werkstückträger (5) mit aufsitzendem Werkstück (6) in einer Reihe auf der Bahn einer Zuführeinrichtung (17) von einem Stauelement (18) aufgestaut sind, dass ein Kupplungsabschnitt (19) des Riementriebes (13) heb- und senkbar angeordnet ist, wobei der Kupplungszahnriemen (14') bei der Hubbewegung in das bodenseitige Zahnprofil (15) des an dem Stauelement (18) anliegenden ersten Werkstückträgers (5) kuppelnd eingreift, und dass die Hubbewegung des Kupplungsabschnittes (19) sowie die Betätigung des Stauelementes (18) so gesteuert sind, dass der durch die Hubbewegung des Riementrieb-Kupplungsabschnittes (19) erfasste und mit der Transportbewegung des Zahnriemens (14, 14') mitgeführte Werkstückträger (5) nach einer vorgegebenen Anzahl von Schritten des in Schritten intermittierend bewegten Riementriebs (13) die Bearbeitungsposition an der Arbeitsstation (2) erreicht.

2. Transfervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (4) Führungsleisten (22, 23) aufweist, an denen die von dem Riementrieb (13) erfassten Werkstückträger (5) seitlich geführt sind, wobei eine Führungsleiste (22) als Präzisionsanschlag mit einer im Rahmen der Bearbeitungstoleranzen präzise vorgegebenen Zuordnung zur Montage- und Bearbeitungseinrichtung (3) ausgebildet ist, und dass die Transfervorrichtung (4) eine Spanneinrichtung (25) mit Spannelement (26) aufweist, welches die Werkstückträger (5) in der Arbeitsposition seitlich beaufschlagt und an dem Präzisionsanschlag (22) fixiert.

3. Transfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Riementrieb (13) zwei parallel angeordnete Zahnriemen (14) für die Transportbewegung der Werkstückträger (5) und einen synchron zu diesem bewegbaren Kupplungszahnriemen (14') aufweist, wobei der Kupplungszahnriemen (14') zwischen den parallelen Zahnriemen (14) angeordnet ist, und eine vertikale Kupplungsbewegung zur Erfassung des an dem Stauelement (18) der Zuführeinrichtung (17) anliegenden Werkstückträgers (5) ausführt.

4. Transfervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riementrieb (13) ein Antriebsrad (28) sowie mindestens zwei Umlenkräder (29, 30) aufweist, wobei die parallelen Zahnriemen (14) für den Transport der Werkstückträger (5) über das Antriebsrad (28) und gemeinsam mit dem Kupplungszahnriemen (14') über ein Umlenkrad (29) geführt sind und wobei der Kupplungszahnriemen (14') über die beiden Umlenkräder (29, 30) geführt ist.

5. Transfervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungszahnriemen (14') im Obertrum und im Untertrum des Riementriebs (13) über einen Schuh (31) geführt ist, der an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung (32) angeschlossen ist.

6. Transfervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das den Kupplungszahnriemen (14') umlenkende Rad (30) an eine die vertikale Kupplungsbewegung ausführende Stelleinrichtung angeschlossen ist.

7. Transfervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kupplungsabschnitt (19) des Riementriebs (13) eine Stelleinrichtung mit Energiespeicher (20) zugeordnet ist, der die durch ein Zug/Druck- Betätigungselement (12) ausgelöste Stellbewegung des Kupplungsabschnittes (19) verstärkt.

8. Transfervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (20) aus einer Luftfeder besteht, die mit einem konstanten Druck aus einem Druckspeicher beaufschlagt ist.